趙茂林

云南云嶺高速公路建設(shè)集團(tuán)有限公司

高速公路路基沉降及施工控制技術(shù)研究

趙茂林

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穩(wěn)定性與沉降控制是衡量一條高速公路工程質(zhì)量的重要指標(biāo)，尤其是在建設(shè)過程當(dāng)中針對高速公路路基沉降這一世界性難題的處理上顯得尤為突出。若高速公路路基沉降問題沒有得到合理完善的解決，則在施工過程當(dāng)中就會極易引發(fā)路基塌陷，讓施工進(jìn)度大受影響，并且給高速公路運(yùn)營帶來嚴(yán)重的安全隱患。因為路基產(chǎn)生不均勻沉降，高速公路道路就會塌陷，導(dǎo)致車輛在行駛的過程當(dāng)中產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。高速公路路面沉降造成的塌陷，輕者造成高速公路的使用與美觀受到影響，重者可能會引發(fā)重大的交通安全事故。

高速公路；路基沉降；技術(shù)控制

隨著高速公路延伸到中西部，地質(zhì)條件也沿公路越來越復(fù)雜，增加了工程難度的過程。作為公路路面的基礎(chǔ)路基，既要承受恒荷載上覆巖土和路面的重量之和，又要承受移動荷載由路面?zhèn)鬟f下來的行車或行人荷載。路基具有線路長﹑工作面大﹑適合大型機(jī)械化施工﹑施工管理難度大﹑施工中存在的不安全因素多﹑受外界干擾大﹑受自然條件影響因素大的特點(diǎn)。路基的施工質(zhì)量如何﹑路基是否穩(wěn)定，直接影響路面的工程質(zhì)量，對路面的使用性能有顯著的影響。因此，在深入公路沿線的自然條件，該地區(qū)和特定部分的調(diào)查，分析，研究和掌握自然因素的變化及其對路基的影響，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，采取有效措施，使公路施工達(dá)到正常路基沉降控制要求。

1 高速公路路基發(fā)生沉降問題的原因

1.1 自然因素

從自然因素角度來講，路基沉降產(chǎn)生的原因主要包括以下幾個方面：

①地理地貌環(huán)境的影響。由于不同的地質(zhì)均具有其獨(dú)特的特性，并且其對路基所產(chǎn)生的影響也是各不相同的，所以部分承載力較弱的土質(zhì)類型就可能出現(xiàn)路基沉降問題。比如，針對南方的紅土地土質(zhì)類型而言，紅土的黏性比較大，并且滲水性不足，所以該區(qū)域的公路路基很容易出現(xiàn)沉降問題；

②水文條件的影響。如果公路路基部位的地下水含量比較豐富，那么就會使路基土質(zhì)出現(xiàn)潮濕松動問題，進(jìn)而使公路路基因下沉而出現(xiàn)斷裂等病害；

③氣候條件影響。由于溫度的差異性變化而使得高速公路路基的穩(wěn)定性受到不利影響，從而因溫度應(yīng)力而是公路路基出現(xiàn)下沉病害；

④植被覆蓋影響。調(diào)查研究表明：與荒漠區(qū)域的高速公路相比，平原區(qū)域所建造的高速公路具有更長的使用壽命，這主要是由于平原區(qū)域有更廣闊的植被覆蓋率，而植物的根系也會加強(qiáng)土壤固結(jié)，增強(qiáng)公路路基的穩(wěn)定性。

1.2 人為因素

在建設(shè)高速公路初步階段，并沒有勘察施工場地的地理外貌環(huán)境以及土壤土質(zhì)成分，僅是參考施工前的沉降計算數(shù)據(jù)，這種情況下，就容易導(dǎo)致施工計劃與實際施工時數(shù)據(jù)不符，出現(xiàn)誤差，從而使公路路基出現(xiàn)沉降；在高速公路填土施工時，為提高速度，沒有對路基以及臨界高度做一個具體觀察和分析，且在接近路基臨界高度時沒有仔細(xì)查看路基沉降現(xiàn)象，便會造成軟基與臨界間的距離過近，使得地基容量達(dá)不到要求，很容易導(dǎo)致地基沉降或是出現(xiàn)裂縫；并且高速公路路線通常都比較長，所以在公路施工建設(shè)過程中，公路上難免有不少的車流通行，地基在還沒徹底穩(wěn)固時便受到各方面擠壓，使得施工時對地基的狀態(tài)難以精確把握。另外，當(dāng)高速公路在建設(shè)過程中時，如果已經(jīng)出現(xiàn)路基沉降的現(xiàn)象，卻未做及時處理，路基本身就容易受到破壞，且在外力的作用下，路面結(jié)構(gòu)也會輕易受到損壞。

2 高速公路路基沉降施工控制技術(shù)

2.1 加強(qiáng)施工前的準(zhǔn)備工作

首先，在高速公路施工之前，施工人員必須要加強(qiáng)地質(zhì)勘查工作，對施工現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行詳細(xì)地勘察，包括地質(zhì)條件﹑水文條件和環(huán)境條件等等，并要結(jié)合實際的情況來合理選擇和制定施工方案。

其次，施工人員要詳細(xì)觀測控制公路路基的沉降量。在高速公路施工之前，施工人員必須要詳細(xì)檢測施工區(qū)域土質(zhì)的沉降穩(wěn)定性，借助科學(xué)合理的計算方法來對施工區(qū)域土質(zhì)的承載量，同時要預(yù)測地表水平方向上位移可能出現(xiàn)的隆起量，并借助這些數(shù)據(jù)來合理制定施工方案。

最后，施工人員要結(jié)合施工的實際情況來合理選擇路基施工材料，這是確保路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵。通過對工程實踐進(jìn)行分析，土應(yīng)該進(jìn)行以粒徑大于2mm，且?guī)в叙ば缘耐临|(zhì)，并可以在其中適當(dāng)摻雜一些粒徑大于2mm的石質(zhì)土，還可以結(jié)合施工區(qū)域土質(zhì)的具體特點(diǎn)來改良施工材料，確保路基施工的質(zhì)量。

2.2 施工過程中路基沉降控制措施

1)填挖交匯處的施工。在高速公路建設(shè)過程當(dāng)中，在挖方和填方的交接位置，應(yīng)使用滲水性極強(qiáng)的工程材料，通常換填土層厚度應(yīng)不小于80cm。全部需要進(jìn)行夯實﹑挖掘與填方的連接部分，需要緩速進(jìn)行，在此過程當(dāng)中，需要注意的是不能夠直接對該區(qū)域進(jìn)行直接修改，讓負(fù)載分散應(yīng)力的對稱性。同時，排水設(shè)施需要深挖到溝底部，杜絕路堤發(fā)生漏水現(xiàn)象。接下來再建立剛性﹑半剛性與柔性基礎(chǔ)，以此除去基礎(chǔ)中不均勻分布導(dǎo)致的過渡緩慢降低問題。

2)注意地質(zhì)不良路段的施工工作。針對地質(zhì)狀況欠佳的路段，首先必須要清理其軟弱層，并且還需要制定科學(xué)合理的換填處治方案，接下來使用有較強(qiáng)防滲透能力的工程材料針對路堤較低高度區(qū)域開展填充工作，讓路堤的強(qiáng)度達(dá)到國家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)地基強(qiáng)度。在高速公路修建的工程當(dāng)中，相關(guān)施工單位恪守寬與深的地基一定要滿足國家行業(yè)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，杜絕了因為施工不當(dāng)造成的安全隱患的發(fā)生。就近幾年來高速公路工程施工整體而言，相關(guān)施工企業(yè)應(yīng)在施工過程當(dāng)中嚴(yán)格按照國家相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工工作，一旦在施工過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了與原本施工預(yù)案情況不統(tǒng)一的狀況，施工方應(yīng)立即與規(guī)劃部門進(jìn)行聯(lián)系，并針對原有的施工設(shè)計方案開展相關(guān)的修改工作。在整個施工過程當(dāng)中，施工方與規(guī)劃部門之間聯(lián)系緊密，很大程度上降低了因為施工中技術(shù)方案規(guī)劃不合理現(xiàn)象及填挖結(jié)合部﹑半填半挖段﹑軟基處治段等施工中質(zhì)量控制不嚴(yán)而引發(fā)的高速公路地面沉降病害的發(fā)生。

2.3 沉降觀測技術(shù)

在進(jìn)行觀測過程當(dāng)中，最常見的觀測方式是總沉降量的觀測，此方法采用雙曲線投影法﹑星野法等，通過這些方法，可以針對高速公路路面沉降進(jìn)行有效地預(yù)測。對路基軟土地段施工過程，需檢測土層沉降的穩(wěn)定性，借助地表型沉降計來檢測路基的沉降程度，同時對地表的沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測。在開展填土工作之初，就要按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范嚴(yán)格控制填土的層厚﹑壓實度﹑速度，施工時可以參考地表沉降測定的數(shù)據(jù)。在施工過程中，為了保證地表水平面的穩(wěn)定性，需要進(jìn)行地表水平位移樁的隆起量，依照隆起量的實際情形，對地表隆起做分析，施工過程中，要確保路堤處于穩(wěn)定狀態(tài)。地下土體的分層，可借助地下水平位移計做測量，得到相應(yīng)的位移量，依據(jù)位移量對土體遭受損壞的地方進(jìn)行分析，然后再制定相應(yīng)的解決措施，保證路基的穩(wěn)定性。

2.4 降低地下水位

地下水位是影響路基沉降的關(guān)鍵要素，因此在高速公路路基實施過程中，必須采取相應(yīng)的措施對地下水位進(jìn)行控制。比如在進(jìn)行碾壓操作時，若是沒有對路基土方按要求進(jìn)行分層碾壓，碾壓的強(qiáng)度便會達(dá)不到要求，那么當(dāng)路段地質(zhì)條件不太好時，就容易出現(xiàn)路基下沉的現(xiàn)象。而當(dāng)?shù)叵滤桓哂跇?biāo)準(zhǔn)水位時，若是沒有及時進(jìn)行處理，在水里長時間浸泡會使土體松散流失﹑承載力降低，再加上外力的影響便容易造成路基沉降。出現(xiàn)這種情況可以通過開挖盲溝﹑深挖邊溝等方式讓地下水位降低，在某些地表﹑地下水豐富的地段施工要考慮填石路堤的施工方案。

2.5 加強(qiáng)路基施工現(xiàn)場的管理監(jiān)督

施工人員必須嚴(yán)格控制路基施工工藝，結(jié)合施工現(xiàn)場的具體路基施工情況來合理選擇施工方法和工藝，并要嚴(yán)格按照規(guī)定的要求進(jìn)行施工，確保施工的質(zhì)量。另外還需要加強(qiáng)高速公路路基填筑前的質(zhì)量控制。在確保路基填筑施工質(zhì)量的過程中，施工人員必須對施工現(xiàn)場的情況進(jìn)行嚴(yán)格檢查，包括檢查軟土地基的土質(zhì)等，同時還要對軟土地基采取換填土方法來確保高速公路路基施工的整體質(zhì)量。

高速公路路基沉降問題是一種常見的公路病害，會制約我國交通運(yùn)輸業(yè)和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，影響行車的穩(wěn)定性和安全性，甚至?xí)θ藗兊娜松戆踩a(chǎn)生不利的影響，嚴(yán)格控制高速公路路基施工質(zhì)量具有重要的意義。本文就高速公路路基沉降的產(chǎn)生原因及其控制技術(shù)進(jìn)行了探究，以期更好地指導(dǎo)我國高速公路路基工程施工，確保路基施工的質(zhì)量。

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